Межатомные взаимодействия

Химическая связь - это вид межатомных взаимодействий в молекулах, ионах, кристаллах, характеризуемый определенной энергией, обусловливающих существование двух- и многоатомных соединений. К основным характеристикам химической связи, дающим информацию о геометрическом строении (структуре) молекулы и ее прочности, относятся длина связи, валентный угол и энергия связи. [c.61]

Влияние неводных растворителей на растворимость. При добавлении к водному раствору соли смешивающегося с водой неэлектролита, например ацетона, спирта и др., растворимость соли уменьшается. Это можно объяснить тем, что молекулы неэлектролита гидратируются, причем с увеличением количества неэлектролита гидратная оболочка ионов разрушается, и в итоге соль выпадает в осадок. Однако некоторые соли растворимы и в органических растворителях. Это происходит в том случае, когда силы межатомных взаимодействий в твердых веществах невелики и преодолеваются даже небольшими энергиями сольватации органического растворителя (например, при растворении перхлората бария в ацетоне) или если ионы твердых веществ особенно легко сольватируются (например, при растворении солей Ы+ или перхлората натрия в спирте). [c.197]

Во многих аналогичных ситуациях, когда прочность твердых тел различной природы, контактирующих с теми или иными средами, оказывается пониженной, эта объясняется уменьшением поверхностной энергии твердого тела в результате адсорбции, хемосорбции, смачивания и других физико-химических взаимодействий [254]. Такой подход, впервые предложенный П. А. Ребиндером, оказывается весьма плодотворным и при описании геологических процессов. Однако сложность природных систем и недоступность большинства из них. прямому наблюдению требует большой осторожности в выводах и тщательного учета всех взаимосвязанных факторов, от которых зависит возможность эффекта и степень его проявления. К этим факторам относятся химический состав твердого тела и среды, определяющий характер межатомных взаимодействий реальная структура (дефектность) твердого тела условия деформирования. [c.92]

Вычисление с функцией вида (58) энергии такой системы в предположении, что межатомное взаимодействие на конечных Я, близких по значению к равновесному, невелико и может рассматриваться как возмущение, дает неглубокий минимум на кривой Е—Я (рис. 30) в точке о = 0,09 нм. Величина минимума (т. е. энергия диссоциации /)(Н2)) составляет всего лишь 19,3 кДж/моль (эксперимент дает Но = [c.144]

В рассматриваемой модели область пластических нелинейных эффектов размером d (см. рис.3.37,а) меняется с изменением внещней нагрузки и представляет собой пластически деформированный материал, напряженное и деформированное состояние в котором следует определять из решения упругопластической задачи. По предположению толщина пластической зоны 2v(x) в симметричной задаче достаточно мала для возможности линеаризированной постановки задачи, но в то же время она велика по сравнению с межатомным расстоянием, следовательно, в этой схеме напряжения на поверхности дополнительного разреза отличаются от сил межатомного взаимодействия. [c.215]

Таким образом, сила внешнего трения обусловлена сопротивлением скольжению, возникающим в результате межмолекулярных и межатомных взаимодействий, а также деформирования поверхностного слоя менее жесткого из контактирующих тел внедрившимися микронеровностями более жесткого тела. В общем случае деформационная и молекулярная составляющие силы трения взаимосвязаны и оказывают влияние друг на друга. [c.78]

Однако в условиях отвердевания вещества, наряду с межмоле-кулярным взаимодействием, в определенных условиях одновременно имеет место межатомное взаимодействие — т. е. химические реакции молекул друг с другом с разрывом межатомных связей и образованием новых молекул. Например, в результате реакции конденсации каждая химически взаимодействующая молекула теряет часть своих атомов, которые, соединяясь друг с другом, образуют другую, новую молекулу состав продуктов химической конденсации уже не равен сумме составов исходных молекул. Так, молекулы гидроокиси алюминия, соединяясь, отдают — одна гидроксил, другая протон [c.5]

На процесс перехода атомных соединений в твердое агрегатное состояние накладывается сильное межатомное взаимодействие. Естественно, что при этом кристаллизация, т. е. перегруппировка и плотная упаковка структурных единиц в периодически повторяющемся порядке, либо затрудняется, либо становится невозмож- [c.20]

Возможность образования теми или иными твердыми телами поверхностных соединений определяется прочностью межатомных связей в кристаллической решетке рассматриваемых твердых тел. Силу межатомного взаимодействия оценивают по величине таких физических констант, как атомный объем, температура плавления, плотность и т. п. Периодическое изменение атомных объемов с увеличением порядкового номера элемента указывает на то, что образование поверхностных соединений наиболее вероятно на простых телах, образуемых углеродом, алюминием, кремнием, а также на металлах, занимающих середины больших периодов систе-мц Д. И. Менделеева [c.52]

Следовало ожидать, что благодаря межатомному взаимодействию в местах контакта частицы кремнеземного порошка должны слипаться. Но порошок силикагеля, как известно, очень сыпучий. Предположив, что это объясняется сорбцией на поверхности силикагеля паров воды и газов из атмосферы, в одном из опытов удалили значительную часть этих веществ нагреванием порошка силикагеля в колбе до 350° С при откачке в течение 3 часов ртутным насосом. К концу опыта содержимое колбы напоминало по внешнему виду несколько увлажненный фосфорный ангидрид. Частицы силикагеля облепили стенки и образовали рыхлый комок, приставший к дну колбы. При опрокидывании отделился только верхний слой частиц, но они немедленно прилипли к стенкам колбы (рис. 13). [c.66]

Природа вещества — это его состав и строение. Свойства, как мы знаем, определяются составом и строением данного вещества. Соединяются ли между собой атомы данных элементов с образованием вещества данного состава, приобретает ли последнее кристаллическую структуру или находится в аморфном состоянии, какого типа получается структура этого вещества — все это определяется квантовомеханическими законами Периодической системой Д. И. Менделеева — законом строения элементов и квантовыми законами межатомного взаимодействия. [c.155]

Способность находиться неопределенно длительное время в метастабильном состоянии — характернейшее свойство твердого вещества. Как мы знаем, это свойство вытекает из коллективного характера межатомного взаимодействия в твердом веществе, благодаря которому большие порции поглощаемой им энергии сразу же распределяются между его п-Ю атомами, каждый из которых, таким образом, получает чаще всего лишь небольшую добавочную энергию. В то же время, чтобы превратить одно твердое вещество в другое, имеющее иную структуру, необходимо разорвать сразу огромное количество прочных связей. Вот почему твердое тело обладает термической, радиационной, химической устойчивостью. [c.157]

Законы стехиометрии — одно. из проявлений закономерности квантовомеханического межатомного взаимодействия. Не удивительно, что этим закономерностям подчиняются любые химические соединения. [c.173]

Из сказанного выше вытекает, что кристаллическое состояние является важным и интересным для изучения, но все-таки одним из частных состояний твердого вещества. Не менее важно и интересно не периодическое, но регулярное состояние вещества. В подобном состоянии находятся высокомолекулярные, в частности, белковые вещества. При таком взгляде на твердое вещество кристаллическая решетка перестает быть основой для его изучения. И все наше внимание сосредоточивается на остове твердого вещества, тем более, что, как отмечалось выше, в отличие от абстрактной кристаллической решетки остов — реальный объект — непрерывная цепь, сеть или каркас, построенные из атомов, соединенных атомными связями. Остов может быть выделен в свободном состоянии, если в него входит достаточное количество вещества, равное, как, например, показывает опыт выделения кремнекислородных и углеродных остовов, по крайней мере 40% массы исходного твердого соединения. Остов — это носитель дальнего порядка, задаваемого межатомным взаимодействием. Отсюда следует, что изучение химического строения, конструирование и сборка атомных моделей вещества — старые надежные методы химического исследования — являются главными методами изучения твердого вещества. Вместе с тем настало время для конструирования и химической сборки твердых веществ и притом не только сравнительно простых, но и самых сложных веществ, в том числе различных материалов. При этом, конечно, следует руководствоваться не только химическими соображениями. Необходимо принимать также в расчет выводы теории устойчивости и прочности материала. Эта теория целиком основывается на учете межатомного и межмолекулярного взаимодействия и химического строения. Например, жесткость материала характеризуется модулем Юнга Е. При этом исходят из того, что, нагружая твердое вещество, мы действуем непосредственно на его межатомные связи. Отсюда ясно, что различие величины Е для разных веществ обусловлено различием жесткости самих химических связей. Модуль Юнга равен для алюминия всего 0,8-10 кГ/мм , для сапфира—4-10 а для алмаза 12-Ю кГ/мм . Именно исключительная прочность и жесткость связей С — С в алмазе делает его самым твердым и жестким из твердых веществ. [c.243]

Рис. 9. Кривые энергии межмолекулярного (межатомного) взаимодействия инертных газов

На рис. 9 приведены кривые энергии межмолекулярного (межатомного) взаимодействия инертных газов. Как изменяется энергия межмолекулярного взаимодействия в ряду Не —Ые — [c.15]

Если учесть межатомное взаимодействие, возрастающее по мере сближения атомов, то вырождение двух возможных состояний системы Tps и грА снимается. Расчет изменения энергии за счет возмущающего воздействия здесь опущен остановимся только на конечных результатах такого расчета и дадим качественное описание поведения системы. Устойчивое состояние в противоположность невозмущенному состоянию имеет более низкую энергию и соответствует симметричной волновой функ [c.84]

Все циклы, начиная с четырехчленного, имеют неплоское строение. Причиной этому являются межатомные взаимодействия в кольце, вызывающие несколько типов напряжений угловое, торсионное, вандерваальсовское. Всякое напряжение в конструкции молекулы — это избыточная энергия, от которой система стремится освободиться. [c.134]

Знание законов межатомного взаимодействия и статистических методов расчета позволяет написать уравнения для потенциальной энергии взаимодействия любой конфигурации атомов и для свободной энергии конденсированной системы. В принципе этих уравнений достаточно для нахождения вариационными методами конфигурации и состояния системы, отвечающих наименьшим значениям энергии и, следовательно, для априорного расчета структуры в равновесном состоянии системы. Но даже и в этом случае, не говоря уже о часто встречающихся в твердых телах метастабильных состояниях, соответствующие расчеты нельзя довести до конца из-за математических трудностей. Поэтому единственно надежным путем остается экспериментальное определение атомной структуры. [c.9]

Кристаллы, как и все твердые тела, имеют собственную поверхность и объем, которые не изменяются в гравитационном поле. Расстояния между частицами в кристаллах значительно меньше, чем в газах, а межмолекулярные и межатомные взаимодействия намного сильнее, чем в газах и жидкостях. Частицы ы кристаллическом веществе распределяются в некотором закономерном порядке, образуя кристаллическую решетку. Частицы, составляющие кристаллическую решетку, достаточно прочно закреплены на своих местах и совершают колебательные движения около некоторых положений, называемых узлами кристаллической решетки. Энтропия вещества в кристаллическом состоянии ниже энтропии жидкости и газа. Отличительная особенность кристалла состоит в том, что его свойства неодинаковы в различных направлениях (анизотропия). Для обозначения жидкого и кристаллического состояний вещества принято также название конденсированное состояние . [c.10]

Все гипотезы о природе превращения углеродного вещества в алмаз при высоких давлениях и температурах в присутствии активирующих веществ можно условно подразделить на несколько видов. Согласно первой гипотезе активирующее вещество следует рассматривать как растворитель углерода без какого-либо каталитического эффекта (все перечисленные, как катализаторы, вещества являются в расплавленном состоянии хорошими растворителями углерода). Поскольку условия синтеза (р и Т) задаются такими, чтобы термодинамически устойчивой фазой был алмаз, химический потенциал его окажется меньше, чем графита Хал< Д,гр. Отсюда следует, что растворимость алмаза в расплавленном металле меньше растворимости графита. Поэтому раствор станет недосыщенным по отношению к графиту и пересыщенным по отношению к алмазу, и тогда последний станет выкристаллизовываться. Преодоление энергетического барьера перехода графита в алмаз связывается с атомизацией углерода при образовании его раствора в металле без учета специфики межатомного взаимодействия. Достоинством этой гипотезы является то, что она основывается лишь на термодинамических закономерностях без привлечения данных о катализе, которые обычно не могут быть ясно сформулированы. Однако против нее имеется несколько серьезных возражений. Не все металлы, хорошо растворяющие углерод, являются ак- [c.135]

Рассмотрим зависимость от расстояния энергии притяжения частиц — молекуляриой составляющей расклинивающего давлс ния. Из сил Ван-дер-Ваальса наиболее универсальными и существенными силами притяжения являются лондоновские силы дисперсионного взаимодействия. Как уже отмечалось, дисперсионное взаимодействие слабо экранируется, и поэтому взаимодействие между частицами легко определить суммированием взаимодействий между молекулами или атомами в обеих частицах, например, с помощью интегрирования. Такой приближенный расчет в предположении аддитивности межмолекулярных (межатомных) взаимодействий был проведен де Буром и Гамакером. Для вывода уравнения энергии молекулярного притяжения между частицами воспользуемся уравнением энергии притяжения одной молекулы (атома) к поверхности адсорбента (в данном случае частицы), приведенном в разд. III. А, посвященном адсорбции (111.6) [c.328]

Радиусы атомов благородных газов Не, Ме, Аг, Кг и Хе равны соответственно 1,22 1,60 1,91 2,01 и 2,20 А. Приведенные величины получены из межатомных расстояний в кристаллах данных веществ, которые существуют при низких температурах. Здесь также наблюдается рост Гдт с увеличением порядкового номера. Радиусы атомов благородных газов значительно больше радиусов атомов неметаллов соответствующих периодов (табл. 9). Это обусловлено тем, что в кристаллах благородных газов межатомное взаимодействие очень слабое (см. стр. 241), а в молекулах других неметаллов имеется прочная ковалентная связь. [c.81]

Простые вещества. Физические свойства. Если для простых веществ 5-, р-элементов характерен широкий интервал агрегатных состояний — газ, жидкость, твердое, то для -элементов, как правило, характерно одно состояние — твердое. Единственным исключением является ртуть — жидкий металл, в котором при низких температурах межатомное взаимодействие значительно меньше, чем в простых веществах соседних элементов. Кроме того, у -элементов все подуровни завершены и имеет место /- [c.108]

Слабое межатомное взаимодействие у ЩМ проявляется не только в их легкоплавкости, но и в малой их плотности. Самый легкий из ЩМ — литий (0,53 г/см , см. табл. 1.2), он всплывает на поверхность даже легких масел это затрудняет изоляцию лития от действия атмосферы и усложняет его хранение. Несколько в меньшей степени это характерно для Na— s, но в целом относится ко всем ЩМ. [c.11]

Рассматривая задачу об изменении энергии двух электронейтральных атомов водорода, находящихся в. основном состоянии, когда их ядра сближаются до конечного расстояния / , Гайтлер и Лондон полагали, что атомы в молекуле в какой-то мере сохраняют свок> индивидуальность и межатомное взаимодействие сле < дует рассматривать как возмущение. [c.143]

Молекулярные твердые соединения построены из молекул, соединенных друг с другом лишь ван-дер-ваальсовыми силами, включая в определенных случаях водородные связи, и состав этих веществ есть сумма составов всех молекул, вошедших в его структуру. Они образуют молекулярные кристаллы, структурными единицами которых служат молекулы. Молекулярные твердые соединения образуются в результате отвердевания, т.е. фазового превращения вещества, когда имеет место лишь межмолекулярное взаимодействие и не происходит разрыв существующих или образование новых химических связей. При образовании молекулярных кристаллов в условиях низких температур, исключающих межатомные взаимодействия, молекулы без сколько-нибудь существенных изменений входят в кристаллическую структуру, образуя настолько плотную упаковку, насколько позволяет конфигурация. молекул /69/. [c.107]

При образовании молекулярных кристаллов в условиях низких температур, исключающих межатомные взаимодействия, процесс отвердевания наблюдается в чистом виде. Молекулы без сколько-нибудь существенных изменений входят в кристаллическую структуру, связанные между собой только слабыми ненаправленными межмолекулярными связями. Именно поэтому молекулярные кристаллы имеют настолько плотную упаковку, насколько позволяет конфигурация молекул. Заметим, что с химической точки зрения и этот, казалось бы, чисто физический процесс цред-ставляет собой процесс синтеза, так как его продуктом является твердое молекулярное соединение — новое вещество, образующееся из молекул исходных веществ. Чисто межмолекулярные взаимодействия представляет собой кристаллизация неона, аргона, криптона, ксенона и радона. Хотя их кристаллы состоят из атомов, тем не менее это настоящие молекулярные кристаллы образующие их молекулы одноатомны. Понятно, что между такими молекулами не может быть никакого другого взаимодействия, кроме ван-дер-ваальсовского. [c.21]

Но мноше молекулы не могут служить структурными единицами твердого вещества. При тесном сближении таких молекул, как НаС1, между их атомами возникает такое сильное электростатическое взаимодействие, что они распадаются и образуются ионные макромолекулы — кристаллы твердого вещества,, в которых уже нет исходных молекул, но все же так или иначе проявляется ковалентная составляющая связи. Сильное межатомное взаимодействие, возникающее при сближении молекул металлических элементов типа Ыа2, существующих в парах металла, а также молекул типа Сг, приводит к тому, что эти молекулы перестают существо- [c.83]

Первый метод расчета основан на предположении об аддитивности межатомных (межмолекулярных) ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Он справедлив в первом приближении для дисперсионного взаимодействия сильно разреженных фаз. В теории Гамакера энергия взаимодействия двух частиц рассчитывается суммированием энергии парных межатомных взаимодействий. [c.139]

Принимая во внимание неравенства (XI.32) и (Х1.33), можно заключить, что коэффициент йр/йТ может быть как положительным, так и отрицательным, что находит свое отражение в ходе кривых плавления на рис. 4-2. Из анализа уравнения (Х1.38) следует, что процесс плавления тесно связан со структурными изменениями, которые, в свою очередь, обусловлены природой и величиной сил сцепления, определяющих характер межатомного взаимодействия как в твердом, так и в жидком состоянии. В данном случае следует подчеркнуть, что отрицательные значения коэффициента йр йТ характерны и для многих веществ, отличающихся в твердом состоянии преимущественно ковалентным типом химической связи и металлизуюшихся при переходе из твердого состояния в жидкое. [c.269]

Гидроксиды многих металлов (Л1, Т1, Ре, Си, п, Ве и др.) практически нерастворимы в воде, Свежеполучеииые, они легко реагируют с кислотами, амфогерр1ые из них — и со щелочами. Уравиеиия реакций получения гидроксидов названных элементов (взаимодействие растворимых солей со щелочами, поскольку их оксиды с водой не реагируют), которые обычно приводят [нанример А1 ++ЗОН = А1 (0 1)з1, не отражают сложности механизма этой реакции. Гидроксиды этих металлов имеют сложный состав, особенно при старении (длительном стоянии). В условиях отвердевания (старения) подобных гидроксидов наряду с межмолекулярным взаимодействием и образованием, например, [А1(0Н)з] , [Т1(ОН) , [Ве(0Н)2]п и других (где п — число молекул гидроксида) имеет место межатомное взаимодействие (см. 5.10), протекают химические реакции молекул гидроксидов друг с другом с разрывом межатомных связей и образованием новых молекул. Так, молекулы гидроксида алюминия при взаимодействии образуют кислородные мостики [c.33]

Радиусы атомов благородных газов Не, Ке, Аг, Кг и Хе равны соответственно 122, 160, 191, 201 и 220 пм. Приведенные значения получены из межатомных расстояний в кристаллах данных веществ, которые существуют при низких температурах. Для атомов этих элементов также наблюдается рост г, с увеличением порядкового номера. Радиусы атомов благородных газов значительно больше радиусов атомов неметаллов соответствующих периодов, поскольку в кристаллах благородных газов межатомное взаимодействие очень слабое (силы Ван-дер-Ваальса), а для молекул других неметаллов характерна прочная ковалентная связь. Можно считать, что атомные радиусы благородных газов - это радиусы валентно не связанных атомов, т. е. ван-дер-ваальСовы радиусы (которые находят из межатомных расстояний в молекулярных кристаллах). [c.51]

На рис. 148 схематически представлена зависимость энергии электронов Е от межатомного расстояния г при образовании кристаллов натрия. Кривые иа рис. 148 аналогичны расмотренным ранее кривым энергии межатомного взаимодействия (рис. 65). Веерообразно [c.272]